淺析港口大型起重機械如何防風

錢偉勇

（上海振華重工（集團）股份公司，上海 200125）

1 港口起重機風害種類及設防

1.1 港口起重機風害種類

臺風作為災害性天氣的一種，其破壞力極強，但是臺風的征兆明顯，可以通過事先從氣象部門的預報中獲得征象并加強防范。臺風報告的形式分為預報、緊報、緊急緊報，預報是在風來臨48h以內進行報告，緊報指的是臺風來臨24h內進行報告，緊急緊報則指的是臺風來臨12h內進行報告。

突發風涵蓋了龍卷風和陣風，它們的特點都在于范圍局限，突發且隨機，沒有發生之前不能很好地預報。除此以外，二者的侵襲過程不長，風力作用時間短則數分鐘，長則30min，風速變化大。突發風作為強對流天氣，其風速較高。突發風作為災害性天氣，不能提前了解在什么時候發生、風速多少，因此突發風的危害性、破壞性都很大。

1.2 動態防風

起重機械的防風包括動態與靜態的防風，這是根據起重機是否工作進行區別的，起重機沒有工作時是靜態防風，工作時要進行的防風是動態防風。

起重機作業過程中，機械設備、操作人員都正在工作，同時受到風作用力的影響，因此一旦發生風害將會帶來不可預測的結果，這就是與靜態防風相比，動態防風更加緊迫也更加重要的原因，開展防風工作時，需要從思想上形成對動態防風的認識。結合保證企業設備生產安全、港口沿海地區季風特點、防風裝備性能、碼頭水工設施等來確定起重機的防風等級。

2 常用防風裝置分析

2.1 靜態防風裝置

靜態防風裝置有剛性與柔性的區別，靜態防風常用防風錨定裝置與防風系纜裝置，現在對它們分別進行探討。

對防風錨定裝置而言，從裝置在受力形式上區別進行區分，我們可以將此類裝置分為僅承受軌道方向水平力和同時承受垂直于碼頭面拉力與沿軌道方向水平力這兩種，二者的區別在于前者錨定坑不能扣住錨定板或錨定桿而后者可以。當采用第一種結構時，那么計算抗傾覆穩定性時要確保風速超過較高時起重機各項載荷對傾覆邊力矩之和大于零，通過計算確保不產生向上傾覆力，這樣才能為整體穩定性提供保障。穩定力矩主要來源于起重機自重，傾覆力矩主要為風力產生，假設傾覆力矩相同，那么穩定力矩越大則靜態穩性越好。第二種結構形式的防風錨定裝置由于其受力形式的特點可以同時克服向上傾覆拉力與水平力，這是當起重機的自重不變時，采用第二種結構形式的起重機穩定性更強的原因。

防風系纜裝置是一種在承擔了水平力的同時還能承擔垂直拉力的裝置，當使用這種裝置時為了進一步提高抗風性能，需要在使用這種裝置的同時聯合應用防風錨定裝置。

靜態防風裝置包括機上與地面或碼頭這兩部分，設計、制造這兩部分時要嚴格按照相關規范制造，要重視二者的銜接。靜態防風裝置的地面或碼頭部分為土建部門或水工建造，機上部分則為廠方制造，當二者協調不足時容易帶來很多配合誤差，因此要注意避免出現錨定孔偏移或移位等情況的發生，這樣才能確保防風裝置的正常使用。為了預防錨桿被拉斷等情況發生，要高度重視防風裝置穩定性。

2.2 動態防風裝置

起重機械正常工作過程中突遇陣風，這時需要在最短的時間內穩定起重機，來不及系固防風系固裝置，也不能及時移動到錨定位置在碼頭地面錨定坑插入錨定插銷或插板。無論起重機承受哪個方向的風，都不可能出現起重機金屬結構在風力影響下被吹壞或吹倒的情況，即便設計存在缺陷造成起重機抬腿，但是配重裝置與防風系固的作用可以確保起重機的牢固性。起重機的防風措施沒有事先做好，或正在工作時突發臺風而造成起重機不能很好地控制，這時起重機就會沿著軌道緩慢運動，受到風的影響，起重機運行速度逐漸加快，與緩沖器或臨近起重機碰撞，這樣一來，就會增加傾翻力矩增加，一旦該力矩超過穩定力矩，那么就會出現傾覆事故。

對以往發生的起重機風災事故進行分析，事故的發生主要在于強風作用下起重機移動，當發生移動后起重機運行速度加快，增加了動能而引起事故。通過以上分析，我們認識到預防起重機在強風下出現事故的關鍵在于保持起重機的穩定，預防起重機的移動，而為了起重機移動，強風天氣下有必要采用防爬裝置，通過這些裝置來限制、杜絕整體位移。現對常用裝置探討如下。

防爬靴屬于增力型制動裝置，這種裝置有一定動態防風作用，但局限性較大（圖1）。防爬靴的缺陷主要包括：（1）對靜態防風幾乎沒有價值；（2）風水交加時，防爬靴自重本身較小，外加軌道與防爬靴的摩擦系數進一步減少，一旦車輪移動經就時常造成防爬效果喪失；（3）防爬靴要想發揮作用，需要對多個車輪配備相應防爬靴。

圖1 防爬械圖示

夾軌器夾緊軌道，通過摩擦力來抵抗風力。夾軌器的缺陷主要包括：（1）不能應用于國標重軌上，原因在于軌道頭部為錐形，不能可靠夾住；（2）槽內障礙物會影響使用效果；（3）夾軌器接觸面積小，剛性連接也決定了容易出現滑動而影響使用效果；（4）起重機運行時使用效果較差；（5）軌道狀態差可影響使用效果 。

頂軌器通過摩擦阻力發揮防風效果。頂軌器的缺陷包括：（1）動態防風效果較差；（2）接觸壓力會在很大程度上影響摩擦力；（3）軌道波浪度會影響頂軌器使用效果。

夾輪器的原理是將一套輪邊制動器裝在大車動輪上，當大車停止在某個位置時，這時碟形彈簧夾緊作用車輪兩側，剎住車輪從而阻止車輪轉動（圖2）。每個從動輪上都可以安裝夾輪器，這樣一來，就能明顯提高夾緊效果，磨損也比較均勻，輪與軌道的摩擦力比較穩定，當大車運行后可通過制動停止運行。

圖2 夾輪器圖示

3 防風措施

（1）當處于容易發生臺風的季節時，就要經常了解相關信息。當風力較強，風速較快時，動態防風時要確保風速儀能報警；當風速較快且持續數秒時，要求風速儀能自動切斷大車運行機構電源，當大車運行制動器、防風制動器先后制動。通過這一措施來規避突然制動引起的慣性，從而讓起重機緩慢停止。強化檢測起重機各項參數，定期檢查、記錄。

（2）對起重機配備錨定裝置及夾軌器。夾軌器分別配置在起重機四個臺車的對角線上，當起重機位于臺風風口時，要分別在臺車端頭增加夾軌器以提高緊急防風能力。靜態防風時起重機要在規定位置停留，聯合應用相應錨定裝置及夾軌器。加強對已損壞結構的觀測，及時進行更換。加強對軌道狀態的檢查，及時清除軌道兩側異物，消除軌面不平。

（3）放置防爬靴時，要將其放置于大車被動輪逆風側，確保防爬靴與舌尖與軌道及車輪踏面的接觸效果。

（4）將主動輪式行走輪應用于起重機對提高防風性能具有良好的效果。

（5）加大防風管理力度。完善安全管理制度，涵蓋日常維護保養、安全操作、安全使用管理、定期檢查、崗位責任、事故應急預案、職工培訓及交接班等各個方面。對相關工作人員要定期開展以防風為主題的培訓，務必確保這些人員掌握起重機的防風重要作用，了解防風裝置的原理、特點、維護保養特點等。定期進行應急演練。

（6）增強工作人員責任心。相關工作人員要認識到防風工作的重要作用，認識到風害對正常生產帶來的威脅。消除自身存在的僥幸心理，凡事想到最壞的可能。當發生臺風引起斷電及風速儀聯鎖引起大車行走斷電時，及時采取應急措施，杜絕起重機被風吹移動。

4 結語

港口起重機械開展防風工作時，要由專業的人員開展工作，這樣才能為高質量開展工作提供保障。做好設備管理、檢驗、使用以及維護等方面的工作，積極與氣象部門溝通以了解氣象變化，嚴格按照規程作業，在實踐過程中總結經驗及教訓，這樣才能提高港口起重機防風工作成效。